100目木粉粉碎機結構設計

摘要：研究了農作物秸稈類物料對農業機械迫切的需求以及國內外木質生物質發電技術對粉碎機機械的需求情況，設計了一種用于將目數較小的物料及類似材料粉碎成100目的粉碎機。減少了傳動部件，簡化了結構，利于制造及降低成本；在原有的主軸部件設計上增加飛輪結構，使得粉碎機高速運動時穩定性得到增強，減小了振動，降低了噪聲。

關鍵詞：木粉 粉碎機 飛輪 主軸組件

0 引言

木粉是可持續能源的重要組成部分，其粉碎加工技術是木材工業的一個重要課題，是木材工業的一個新研究方向。木粉粉碎設備為適應木粉生產需求，必須能夠加工不同粒度的木粉，其關鍵就是設計制造出能夠得到各種目數木粉的粉碎機，要求其加工適應性廣，能加工各種類型的木質材料；粉碎粒度應盡量均勻；配套動力合理、度電產量高、提高生產率、降低能耗；結構簡單、操作方便、不需要較大的技術要求；工作部件耐磨性好，減少更換次數，以降低生產成本，提高經濟效益；噪音低、粉塵少，以減少環境污染及機型結構簡單、尺寸緊湊、體積小、占地少、成本低。

1 總體方案設計

1.1 粉碎方案確定

粉碎方式確定為鋸片式的刀具粉碎方式，利用銑刀高速旋轉的過程中由于雷諾效應產生的動壓高壓和靜壓形成的高壓疊加，形成高速切削離心粉碎需要的高壓，依靠沖擊動能把木粉原料粉碎成符合粒度要求的木粉。確定了該機床采用橫軸式，銑刀為鋸片。該方式具有結構簡單，制造成本低，噪音小，環保等優點。同時確定方案的設計主要包括傳動系統的設計、主軸部件的設計、粉碎部件的設計、制動裝置的設計等。

1.2 整機布置

本設計的粉碎機采用立式的機架結構，通過下置的電動機與其設計的SPZ型V型窄帶將動力傳給主軸，而主軸則設計成橫置在機架上方，這不僅取決于本設計的功能需要，也取決于橫置的設計可以增強軸在旋轉時的穩定性，便于提高轉速，同時由于存在動刀的設計，橫置的主軸也便于刀片的安裝與固定。粉碎室位于主軸的一端，帶輪位于主軸的另一端，中間部分采用軸承與飛輪過度。粉碎室的上進下出設計處于對生產實用的考慮，便于原料的輸送，與成品的收集。如圖1-1為整機布置方案圖。

2 結構設計

2.1 主軸組件設計

由于主軸轉速達到3888rpm，主軸長約400mm，主軸上主要安裝了小帶輪、軸承、飛輪、刀片、葉片。這樣的設計保證了粉碎機的工作性，且短軸可以讓本設計的粉碎機的剛性更好，實用壽命更長，由于主軸上并沒有過多的零件與部件，使得主軸的加工變得簡單，降低了本設計的粉碎機成本，兩個軸承座的設計也使得主軸的變形減小，旋轉時更加穩定，降低了噪音與振動，也保證了刀片的磨損相對來說較均勻。主軸組件結構圖，如圖2-1所示。

2.2 粉碎腔結構設計

粉碎腔分上、下兩半倉，兩倉之間要安裝橡膠密封板，料斗內安裝50目的進料口篩；進風口內安裝進風口篩；粉碎腔內安裝有6個50目的倉內篩；出料口安裝100目的出料篩。為了方便對堵塞的篩網進行清理，粉碎腔可以從3個不同方向裝拆。粉碎部件結構，如圖2-2所示為粉碎腔結構簡圖。

2.3 制動系統結構設計

粉碎機在啟動后轉速迅速由0升到約3800rpm，由于主軸上配有飛輪，斷電后主軸不能馬上停止。不能立刻停止有時候除了帶來功能上的不完善，有時候也是出于安全的考慮，當需要機器停止時，必須立刻達到規定的轉速，迅速停下。為此設計了的制動裝置，如圖2-3所示，支撐板1通過螺栓5、螺母6和彈射墊圈7固定在支撐架上，制動軸2安裝在支撐板1上。扳手3通過開口銷及銷軸壓縮彈簧可以對轉動著的主軸施加阻力來實現的制動的目的。

2.4 整機結構

3 結論

粉碎機是經濟型的粉末制品成形設備，適應國民經濟的發展，通過對農作物秸稈類纖維質物料以及木粉的特性分析，對100目粉碎機的各個部件結構設計作了全面的方案設計，材料選擇，尺寸確定和理論分析計算。同時對粉碎機傳動系統中的帶傳動進行了設計計算，對主軸部件，粉碎部件和制動裝置進行了設計。利用該粉碎機生產的物料粒度能夠達到100目，完全滿足設計要求。

參考文獻：

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通訊作者：楊蘭玉，常熟理工學院機械工程學院教師，副教授，博士。